Регулятор расхода

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 3(51) з 05 0 7/О йИЬ,1;,. БРЕТЕНИ со ым иисявоз- а ож- свя- ость ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) 1. РЕГУЛЯТОР РАСХОДАдержащий корпус с входным и выхопатрубками и резьбовым штоком с центным отверстием, установленным с возностью вращения вокруг своей оси изанным с регулирующим органом, по,ЯО 1103204 которого с расположенным в ней золотником связана каналами с тангенциальными противоположно направленными соплами, расположенными в выходном патрубке, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и упрощения регулятора, он содержит установленную во входном патрубке трубку Вентури и расположенный в ее диффузоре датчик скоростного напора, связанный с золотником стержнем, установленным в центральном отверстии резьбового штока, а в регулирующем органе выполнены отверстия, связывающие полость регулирующего органа с полостью входного патрубка.2. Регулятор по п. 1, отличающ тем, что трубка Вентури установлена с можностью осевого перемещения.1103204 35 40 45 50 55 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в различных гидравлических, энергетических, химических и прочих системах для регулирования объемных и массовых расходов рабочей среды,Известен регулятор потока, содержащий два регулирующих элемента, установленных в корпусе на резьбах разного направления, причем оси резьбовых контактов совпадают с осью регулятора. В этом устройстве используется внешний привод вращательного (по виду движения) типа 1.Однако известное устройство характеризуется сложностью конструкции, заключающейся в наличии внешнего привода и в невозможности его размещения в едином корпусе регулятора проходного типа, недостаточно высокой чувствительностью и точностью срабатывания из-за большого количества элементов, передающих перестанавливающее усилие от привода к регулирующим элементам, ограниченной надежностью в работе, а также невозможностью использования для целей регулирования расхода без специального расходомерного прибора (системы).Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор потока, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и резьбовым штоком с центральным отверстием, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси и связанным с регулирующим органом; полость которого с расположенным в ней золотником связана каналами с тангенциальными противоположно направленными соп-. лами, расположенными в выходной патрубке 12. Недостаток известного регулятора невозможность его использования для регулирования расхода без специального расходомерного прибора, что сужает область его применения.Цель изобретения - расширение области применения и упрощение регулятора потока.Указанная цель достигается тем, что регулятор расхода содержит установленную во входном патрубке трубку Вентури и расположенный в ее диффузоре датчик скоростного напора, связанный с золотником стержнем, установленным в центральном отверстии резьбового штока, а в регулируюшем органе выполнены отверстия, связывающие полость регулирующего органа с полостью входного патрубка.Кроме того, трубка Вентури установлена с возможностью осевого перемещения.На фиг. 1 изображен предлагаемый регулятор расхода; на фиг, 2 - вариант выполнения регулятора с устройством для изменения его настройки.В корпусе 1, имеющем входной 2 и выходной 3 патрубки, расположено седло 4,1 О 5 20 25 ЗО перед которым с учетом направления потока соосно корпусу установлен регулирующий элемент 5, имеющий в передней части резь- бовой шток 6 с центральным отверстием. Шток 6 ввинчен в резьбовую втулку 7, установленную соосно в корпусе 1 на радиальных стойках 8. В осевом отверстии штока 6 расположен стержень 9, на внешнем (переднем по ходу рабочей среды) конце которого укреплен датчик 10 скоростного напора, выполняемый преимущественно в виде диска. В зоне расположения датчика 10 скоростного напора входной патрубок 2 выполнен в форме трубки Вентури, причем диск 10 размещен примерно в середине (по длине) диффузора 11 трубки Вентури так, что между ними образуется кольцевой зазор.В теле регулирующего элемента 5 выполнена цилиндрическая осевая расточка (полость), в которой установлен с осевой свободой золотник 12, подпружиненный в сторону входного патрубка 2 пружиной сжатия 13. В нормальном положении (до срабатывания) золотник перекрывает каналы 14, выполненные в теле регулирующего элемента 5 и гидравлически соединенные с тангенциальными, противоположно направленными соплами 15, расположенными за седлом 4, вблизи выходного патрубка 3. Каналы 14 выполнены с осевым смещением относительно друг друга в области расположения золотника 12 так, что вход в один канал (на фиг. 1 - верхний) расположен вблизи задней кромки золотника 12, а вход в другой - вблизи передней кромки. Золотник 12 имеет осевое перепускное отверстие и посредством внутреннего оребрения кинематически взаимодействует со стержнем 9. Каналы 14 в задней части переходят в шток 16, расположенный во втулке 17, укрепленной соосно корпусу посредством радиальных стоек 8 (аналогично втулке 7) в выходном патрубке 3. При этом обеспечена осевая и угловая свободы штока 16 во втулке 17.С целью повышения чувствительности датчика 10 скоростного напора на нем выполнены скошенные поверхности (лопасти) 18, обеспечивающие его вращение в потоке, при этом в контакте шток 6 - стержень 9 имеет место только усилие трения движения, которое в несколько раз меньше усилия трения покоя,Датчик 10 скоростного напора может выполняться сменным с целью расширения диапазона регулирования расхода одним прибором. Кроме того, в виде варианта трубка Вентури может быть образована вставным патрубком 19, спрофилированным в виде трубки Вентури и установленным во входном патрубке 2, выполненным в виде линейного кругового цилиндра и снабженным зубчатым колесом 20, зацепленным за рееч103204 3ный зуб, выполненный на патрубке 19 по его образующей оси.Во входной части регулирующего элемента 5 имеются отверстия для подвода к золотнику рабочей среды. Резьба на штоке 6 выполняется самозатормаживающейся, преимущественно одноходовой с малым шагом. Все сопла 15 составляют две группы. Количество сопел может быть любым, но не менее одного в каждой группе, причем все сопла одной группы направлены в одном направлении вращения, а все сопла другой группы направлены в противоположном направлении, Рабочая поверхность регулирующего органа 5, сопряженная с седлом 4, может быть спрофилирована по любому закону изменения площади сечения канала седло 4 - элемент 5 в зависимости от осевого перемещения элемента 5, в том числе и по линейному закону, что обеспечивает работу регулятора по типу пропорционального регулирования.Регулятор расхода работает следующим образом.При течении жидкости (газа) от входного патрубка к выходному на датчике0 скоростного напора возникает перепад давлений, вызывающий усилие, направленное в сторону движения жидкости, Под действием этого усилия частично сжимается пружина 13, и если через регулятор протекает расчетное количество жидкости, то равновесие сил скоростного напора и пружины обеспечивает некоторое среднее положение золотника 12, обе группы каналов 14 закрыты, через обе группы сопел 15 расход отсутствует, регулирующий элемент находится в покое.При изменении расхода жидкости, например увеличении, скорость в зазоре между диффузором 11 и диском 10 увеличивается, что ведет к увеличению падения давления на диске 10 и росту силы на стержне 9 и его перемещение против силы сжатия пружины 13 вправо до некоторого нового положения золотника 12. При этом один из каналов 14 (в данном случае - нижний) открывается, и протекающая через него жидкость поступает в соответствующее (нижнее) сопло 5, создавая на нем при истечении реактивное усилие, под действием которого регулирующий элемент начинает вращаться, обеспечивая вывинчив ание штока 6 из втулки 7 и перемещение регулирующего элемента 5 в сторону седла 4, уменьшая его проходное сечение. При этом и диск 10 перемещается вправо, переходя по диффузору 11 (или 19 на фиг. 2) вправо,зазор между ними увеличивается, скоростьв зазоре, перепад давлений и усилие уменьшаются. В конце процесса регулированиязолотник 12 перемещается относительноэлемента 5 в исходное положение, закрываяобе группы каналов 14, и регулирующийэлемент останавливается в новом, соответствующем концу момента регулирования, положении. Аналогично протекает процессперестановки регулирующего элемента 510 в сторону открытия зазора в седле 4 приснижении расхода через регулятор. Разницатолько в знаках изменений сил и направлений движения золотника 12 и вращенияэлемента 5,Наличие лопастей 18 при работе регулятора обеспечивает вращение датчика 1 Оскоростного напора вокруг оси, уменьшаяусилия трения в подвижных контактах между штоком 9 и осью 6 и увеличивая чувствительность устройства.20 Перестановка патрубка 19 вращениемзубчатого колеса 20 обеспечивает быструюперенастройку регулятора на новый режим,Кроме того, с этой целью возможна сменадатчика 10, который может выполнятьсявиде ряда сменных деталей с разнымигидравлическими характеристиками аналогично ряду измерительных диафрагм и других элементов измерения расхода.Предлагаемый регулятор расхода представляет собой автономный комплекс изме 30 рения расхода и его автоматического регулирования, что позволяет решать задачурегулирования расхода без установки традиционных измеряющих устройств: диафрагм, сопел и т. д а также устройств35преобразования и передачи управляющихимпульсов. Технология и затраты при изготовлении регулятора доступны для широкогоиспользования, так как требования к качеству материалов всех элементов не содержатникаких принципиальных ограничений. Вы 40 полнение регулятора в серийном производстве требует значительно меньших затрат,чем для любых известных и используемыхв настоящее время регуляторов прямогодействия.45Регулятор расхода с реактивным приводом может быть использован во всех областях техники, где требуется регулированиерасхода жидкости (газа) в трубах и каналах, и в особенности для потоков самовоспламеняющихся, агрессивных, радиоактивных50 и т. д. Учитывая значительную простотуконструкции, компактность и надежность,предлагаемый регулятор более эффективенв промышленном использовании.1103204Фиг.2Составитель Л. Подшибихин Редактор С. Лисина Техред И. Верес Корректор Г. Решетник Заказ 4979/36 Тираж 842 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4